51单片机电子贺卡

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一、设计题目、内容及要求

1.题目：基于单片机的电子贺卡设计
2.内容：
1、设计基于单片机的伴奏乐曲
2、设计基于单片机的彩屏图片
3、通过矩阵键盘按键显示不同彩屏图片，并伴有不同乐曲
4、创新部分（自主设计）
3.要求：
1、根据设计内容，设计系统硬件结构，画出系统流程图。
2、应用Keil、Proteus软件开发应用系统并仿真调试。

二、需求分析

目前市场上有很多种音乐芯片或音乐模块，可以直接产生各种曲子。但是这种模块价格比较贵，性价比不高。对于一些仅需要产生简单的音符或简短曲子的场合，例如智能玩具、电子贺卡等，可以使用单片机配合简单的蜂鸣器就能产生需要的音乐效果，这种方法充分发挥了单片机的优势。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。利用单片机实现音乐播放有很多要点，例如外部电路简单，控制方便等，因而备受广大单片机爱好者的喜爱。通过音乐发声器的设计方案，掌握C语言的编程方法。并熟练的运用AT89C52单片机定时器产生固定频率的方波信号，推动喇叭发出旋律，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律，最重要的是自己还可以通过程序设计输入自己喜欢的歌曲来演奏。

三、系统硬件设计

3.1 硬件仿真图
单片机为核心元件，P1口低四位作为矩阵键盘的控制引脚，通过按键控制进行相应曲目切换与停止。单片机内部的定时器/计数器使P2.7输出一系列不同频率的脉冲控制音调的变化，蜂鸣器连接P2.7实现发声。P3口连接AMPIRE12864的数据输入输出引脚。每当进行曲目切换时便执行相应显示函数使屏幕显示图片。如图3.1，

3.2 键盘控制
本设计采用22矩阵键盘控制相应曲目播放，每个按键进行实时扫描以检测是否有按键按下。三个按键控制曲目切换，一个按键控制停止曲目播放。如图3.2，
在这里插入图片描述
3.3 发声装置
通过单片机定时器/计数器使P2.7输出一系列不同频率的脉冲控制音调高低与延时函数控制节拍，使用蜂鸣器放出乐曲。如图3.3，

3.4 显示装置
通过AMPIRE128*64显示对应曲目图片，液晶模块显示汉字方法：使用图形液晶模块以点阵形式来显示汉字和图形，每8个点组成1个字节，每个点用一个二进制位表示，存1的点显示时在屏上显示一个亮点，存0的点则在屏上不显示，在液晶屏上竖向8个点为1个字节数据，通过字模提取软件按照先左后右，先上后下倒序的方式对汉字进行字模提取。如图3.4，

在这里插入图片描述

.四、主要程序设计

4.1 程序设计思想
4.1.1 音调脉冲的产生
要让单片机产生音频脉冲，只要计算出某一音频的周期，将此周期除以2得到半周期，利用定时器对此半周期进行定时，每当定时时间到时，就将P2.7引脚上的电平取反，从而得到所需要的音频脉冲。
4.1.2音乐节拍的产生
可以通过延时程序来产生不同的节拍。如果1拍为0.4秒，则1/4为0.1秒，只要设定延时时间就可以求得节拍时间。例如一段延时程序Delay为1/4拍，则一拍只要调用4次Delay程序，依此类推。
4.1.3 音符码表的编制

编写一段音乐音符码表时，先把乐谱的音符找出，建立对应的音调码及定时器初值表，建立节拍码表。每个音符使用1个字节，字节的高4位存放音符的音调码，低4位存放音符的节拍码。音符对应的音调码表和定时器初值表(fosc=12MHz)。 
C语言将音调码表和定时器初值表表示出来即为： uchar code TABLE[ ]={   //音符对应的定时器初值表  
0xfb,0x04,0xfb,0x90,0xfc,0x09,0xfc,0x44,0xfc,0xac,0xfd,0x09,0xfd,0x34,0xfd,0x82,0xfd,0xc8,0xfe,0x06,0xfe,0x22,0xfe,0x56，0xfe,0x85,0xfe,0x9a,0xfe,0xc1};音符码表为： uchar code GRACE[ ]={   //《奇异恩典》音符码表 
0x14,0x48,0x62,0x42,0x68,0x54,0x48,0x24,0x18,0x14,0x48,0x62,0x42,0x68,0x54,0x8c,0x64,0x86,0x62,0x82,0x62,0x48,0x14,0x26,0x42,0x42,0x22,0x18,0x14,0x48,0x62,0x42,0x68,0x54,0x4c,0x48,0x00};uchar code JOY[]={     //《欢乐颂》音符码表 0x64,0x64,0x74,0x84,0x84,0x74,0x64,0x54,0x44,0x44,0x54,0x64,0x66,0x52,0x58,0x64,0x64,0x74,0x84,0x84,0x74,0x64,0x54,0x44,0x44,0x54,0x64,0x56,0x42,0x48,0x54,0x54,0x64,0x44,0x54,0x62,0x72,0x64,0x44,0x54,0x62,0x72,0x64,0x54,0x44,0x54,0x18,0x64,0x64,0x74,0x84,0x84,0x74,0x64,0x54,0x44,0x44,0x54,0x64,0x56, 0x42,0x48,0x00};uchar code HAPPY[]={   //《生日快乐》音符码表  
0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xB4,0xA4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0xF4,0xD4,0xB4,0xA4,0x94,0xE2,0x01,0xE1,0xD4,0xB4,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xB4,0xA4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0xF4,0xD4,0xB4,0xA4,0x94,0xE2,0x01,0xE1,0xD4,0xB4,0xC4,0xB4,0x04,0x00};

本程序使用2*2矩阵键盘，通过P1.0，P1.1控制键盘列，P1.2，P1.3控制键盘列。相关程序如下：


void Key_Scan() {    uchar i,temp1;	P1=0xfb;for(i=0;i<=1;i++){if(L1==0){if(i==0)key=a[i];elsekey=a[i+1];}if(L2==0){   if(i==0)key=a[i+1];else key=a[i+2];}delay_10ms();temp1=P1;temp1=temp1|0x03;temp1=temp1<<1;temp1=temp1|0x03;P1=temp1;}}

利用全局变量key来获取按下的键号，并使用key值充当switch-case循环语句参数执行相应的播放程序。每次调用相应的音调码后便执行键盘扫描函数，如有按键按下，则进行曲目切换。播放整首曲目部分程序如下：

while(*(p[key]+k)!=0) //判断取得的音符码是否为结束码   {    beat=*(p[key]+k)&0x0f; //取节拍码    m=_crol_(*(p[key]+k),4)&0x0f; //取音调码    if(beat!=0){   //判断取得的音调码是否为0， 若不是，根据取得的音调码计算T0初值      m1=--m*2+1;     m=m*2;     tl=TL0=TABLE[m1];     th=TH0=TABLE[m];     }    else{       //取得的节拍码为0，则停止T0      TR0=0;}     Delay(beat);    k++;Key_Scan();delay_10ms();if(temp!=key)break;	  	      	      }TR0=0;k=0;break;